Dr. big. Heinrich Brandenberger Privatdozent an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich
Fertigungsgereehtes Konstruieren
Mit einer Einführ...
Dr. big. Heinrich Brandenberger Privatdozent an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich
Fertigungsgereehtes Konstruieren
Mit einer Einführung in die persönliche Arbeitstechnik des Konstrukteurs
SCHWEIZER D R U C K - U N D VERLAGSHAUS ZÜRICH 8
Inhalts -Verzeichnis Seite Einführung in die persönliche Arbeitstechnik des Konstrukteurs 1. Allgemeines 2. Der Konstrukteur . . . . 3. Das Forschen bei der konstruktiven Tätigkeit . . . . 4. Die Aufstellung der Funktionsanforderungen 5. Aufsuchen der prinzipiellen Lösung 6. Die konstruktive Gestaltung . 7. Die Ausbildung zum Konstrukteur 8. Das konstruktive Schaffen . . I. Das fertigungsgerechte struieren
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II. Das Konstruieren von Werkstücken aus Gusseisen (Grauguss) 1. Die Giessverfahren im allgemeinen 2. Die Modellherstellung . . . a) Die Güte der Modelle . . b) Ueber das Holz im allgemeinen c) Das Holz im Modellbau . d) Das Werfen des Holzes . . e) Die Holzverbindungen . . f) Leim und Kitt . . . . g) Verleimung h) Hilfsmittel für den Modellbau i) Farbe und Anstrich . . j) Die Schwindmasse . . . k) Kernkasten und Modellherstellung 3. Die Formmaterialien . . .
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Seite 4. Die Formtechnik (Herstellung der Kerne und Giessformen . 52 5. Das Verhalten der Gusstücke . 62 6. Die Anforderungen an das Gussstück 63 7. Die Aufgabe des Konstrukteurs 66 8. Modellgerecht 66 9. Formgerecht 67 10. Giessgerecht 76 11. Massgerecht 82 12. Bearbeitungsgerecht . . . 85 13. Funktionsgerecht . . . . 89 14. Der Gefügeaufbau des Gusseisens 90 15. Gütevorschriften und Klasseneinteilung 94 16. Die Warmbehandlung von Gusseisen 99 17. Prüfvorschriften . . . . 100 18. Einfluss der Materialeigenschaften auf die Gestaltung . . 101 19. Ausführungsbeispiele . . . 105 a) Rädergehäuse eines Universalfräskopfes 106 b) Spindelstockgehäuse . . .114 c) Ständer einer Fräsmaschine . 119 d) Die Grundplatte eines Maschinenständers . . . .122 e) Kurbelwellen aus Gusseisen . 124 III. Das Konstruieren von Werkstücken aus Stahlguss 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Das Verhalten des Materials Schlackenleisten Anschlussradien Rippenstärken Nachflussquerschnitte . Verschiebung der Werkstoff anhäufungen . . . . 7. Zuflusswege
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Seite 8. Gusstrichter 129 9. Vermeidung von Gusspannungen 131 10. Massabweichungen . . . . 132 11. Das Putzen der Stahlgusstücke 132 12. Werkstoffeigenschaften . .132 13. Warmbehandlung . . . . 136 14. Prüfvorschriften . . . . 137 IV. Das Konstruieren von Werkstücken aus Temperguss 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
Begriff Der Temperrohguss Der weissbrüchige Temperguss Der schwarzbrüchige Temperguss Schwarzkernguss Allgemeines . . . . Vermeidung von Lunkern Vermeidung von Spannungen Das Putzen Werkstoffrücksichten Oberflächenbehandlung Werkstoffeigenschaften Allgemeine Vorschriften Thermische Behandlung, Schweissen und Löten . Schwindmasse . . . .
V. Aluminium- und Leichtmetallguss 1. Die Giessbarkeit . . . . 151 2. Aluminium-Sandguss, Allgemeines 153 3. Gesichtspunkte für die Gestaltung 154 4. Grundsätzliche Beispiele . . 155 5. Aluminium-Kokillenguss, Allgemeines 157 6. Der Kokillenguss . . .158 7. Spritzguss, Allgemeines, Verwendungsübersicht . .161 8. Die Spritzgusslegierungen . . 161 9. Die Spritzgusstechnik . . . 164 10. Die Gestaltung von Spritzgussteilen 167 a) Wandstärken . .167 b) Die Uebergänge . . . . 167 10
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c) d) e) f) g)
VII. Die Konstruktion von Gesenkschmiedestücken 1. Das Wesen des Gesenkschmiedens mit Vor- und Fertiggesenk 2. Das Fliessen im Gesenk . . 3. Die Ausbildung der Teilung eines Gesenkes 4. Schmiedegerechtes Konstruieren 5. Massgerechtes Konstruieren 6. Bearbeitungsgerechtes Konstruieren 7. Werkstoffgerechtes Konstruieren
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VIII. Schweisskonstruktionen 1. Schweissen und Giessen . .211 2. Die Schweissverfahren im allgemeinen 213 A. Das Schmelzschweissen . . .214 a) Das autogene Schweissen . 214 b) Die elektrische Lichtbogenschweissung 216 . . .216 a) Die Verfahren ß) Der Lichtbogen . . 217 y) Die Elektroden . . .219 B. Das Presschweissen . . . . 220 a) Das autogene Presschweissen 220 b) Die Wassergasschweissung . 221
Seite С. Das elektrische Widerstandschweissen 222 a) Die Stumpfschweissung . . 222 b) Das Abbrennverfahren . . 225 c) Die Punktschweissung . . 226 d) Die Rollnahtschweissung . 229 3. Das autogene Schneiden . 231 4. Die Schweissverbindungen . . 236 5. Die Schweisspannungen und ihre Bekämpfung . . . . 242 6. Die Schweissbarkeit der Materialien 244 a) Die Schweissbarkeit der Stähle 244 b) Das Schweissen von Leichtmetall 246 c) Das Schweissen von Zink . 247 d) Das Schweissen von Kupfer 247 e) Das Schweissen von nichtrostendem Stahl . . . .247 f) Das Schweissen v. Gusseisen 248 g) Die Schweissung von Stahlguss 249 h) Auftragsschweissungen . . 249 7. Das autogene Lotschweissen . 249 8. Die Gestaltung von Bauteilen . 250 A. Grundformen 250 B. Hilfsformen 254 a) Verstärkungen . . . . 254 b) Rippen, Versteifungen . 255 c) Füsse und Pratzen . 257 d) Schraubenansätze . 259 e) Flansche . . . . . . 259 f) Naben 259 g) Anschweissenden . . . 260 h) Oesen 261 i) Rohrverbindungen . . .261 k) Hilfsformen des Flugzeugbaues 263 C. Ausgeführte Konstruktionen . 264 a) Stangen, Hebel und Handkurbeln 264 b) Räder, Scheiben, Trommeln 268 c) Lagerböcke . . . . .271 d) Gestelle . . . . . .272 e) Gehäuse 274 f) Rohrverbindungen . . . 275 g) Behälterbau . . . . . 276 h) Tragwerke 279
Seite IX. Der Baustahl 1. Der Gefügeaufbau und der Einfluss des Kohlenstoffgehaltes auf die Festigkeit des Stahles . .281 2. Die Warmbehandlung des Stahles 288 A. Das Normalisieren . B. Das Fein- und des Stahles
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Weichglühen 289
C. Das Härten
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D. Die Einsatzhärtung
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E. Das Vergüten
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3. Die unlegierten Baustähle . 293 4. Die legierten Baustähle .301 A. Die Nickel- und Chromnickelstähle 302 B. Die Chrom- und Chrommolybdänstähle
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C. Die legierten Konstruktionsstähle im Flugzeugbau . . .316 5. Die Sonderstähle für bestimmte Zwecke 321 A. Die Nitrierstähle
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B. Nichtrostende und säurebeständige Stähle 321 С Die hitzebeständigen Stähle D. Die Federstähle
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E. Die Ventilstähle
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6. Ueber die Anwendung der Stähle
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X. Die Gestaltfestigkeit 1. Das elastische Verhalten der festen Körper 331 2. Das einseitige Fliessen und die Spannungsverfestigung . . . ЗЗЭ 3. Die Dauer- oder Ermüdungsfestigkeit 338 4. Gestaltungsgrundsätze für Wellen 341 a) Abgesetzte Wellen . . .341 b) Wellen mit Kerben . . .342 c) Wellen mit Bunde . . . 344
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Seite d) Die Einspannungen und Nabensitze e) Wellenschultern . . . 5. Die Gestaltfestigkeit der Kurbelwellen XI. Bearbeitungsgerechtes Konstruieren 1. Allgemeine Gesichtspunkte . 2. Die Wahl des Materials vom Gesichtspunkt der Zerspanung 3. Bearbeitungstechnische Gesichtspunkte 4. Die spanabhebenden Werkzeugmaschinen 5. Das Drehen a) Die Aufspannung des Werkstückes b) Bearbeitungsgerechtes Konstruieren 6. Das Bohren a) Der Spiralbohrer . . . b) Die Senker c) Die Reibahlen . . . . d) Das Bohren
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e) f) g) h)
Das Senken oder Aufbohren Das Ausbohren . . . . Das Reiben Das Abflachen und Abrunden i) Anwendungsgebiet und Genauigkeit der Löcher . . k) Ueber die Toleranzen von Achsentfernungen . . . 1) Die Anforderungen an das Bohrloch
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XII. Begleitung für die Kontrolle der Werkstattzeichnungen 1. Entspricht das Stück technisch und zeichnerisch . . . . 2. Ist die Kotierung vollständig . 3. Zusammenbaumasse und Toleranzen 4. Bearbeitungszeichen . . . 5. Bearbeitungsvorschriften . . 6. Die Herstellbarkeit des Stückes 7. Stückliste und Schriftfeld . . Literaturverzeichnis
